接触角测试技术及粗糙表面上接触角的滞后性Ⅱ：粗糙不锈钢表面接触角的滞后性

应用躺滴法结合CCD数字影像技术研究粗糙不锈钢表面上的接触角滞后现象.结果表明:随表面粗糙度的增加,前进接触角增大,后退接触角减小,滞后性增加,且以90°的Young接触角为界,前进接触角和后退接触角随表面粗糙度的变化趋势不同;同时滞后性随液相表面张力的增加而增强.这些实验结果和观察与此前提出的滞后张力模型预测一致,实际表面接触角滞后现象的研究对于推动气液相变的诸多子过程的深入理解具有十分重要的意义.     

一维随机粗糙表面的生成方法及其随机表面性质的研究

本研究一维随机表面的生成方法，以及生成表面的性质，通过改变表面的参数，可以得到不同的粗糙表面形状，这些粗糙表面可以作为研究粗糙表面电磁散射的基础。     

随机粗糙表面散射声场的理论研究

本文从声波动方程出发,引入了一些近似,建立了平均散射声强与物体表面粗糙度,超声频率和接收掠射角之间的闭形解析表达式。并把理论与文献报道的实验结果进行了比较,二者符合较好。因此,本文理论引用的近似在一定程度上正确地预言了粗糙表面的散射声场。     

基于晶格Boltzmann方法研究微液滴形变中接触角

接触角是常见的自然现象,是液体对固体表面浸润的结果,通过测量接触角可以判断固体表面亲疏液体的性质。从热力学自由能理论出发,采用基于化学势的多相流晶格Boltzmann方法研究表面上微小液滴形变中的接触角变化。通过设置不同的化学势来改变固体表面的亲疏液体性质,模拟计算中既有落在固体表面之上的液滴,也包括悬挂在固体表面下方的液滴。在忽略重力作用的情况下,模拟得到的接触角与球冠法的理论预期一致,并且液滴的接触角可以通过表面化学势线性调节。在考虑重力作用的情况下,虽然不同大小的液滴发生了明显的不同程度的形变,但是模拟计算所得的接触角保持不变,验证了微观接触角与重力无关的理论。     

随机粗糙表面散射声场的实验研究

本文采用一种新的规一化方法,对五种粗糙度不同的表面进行了超声背向散射系数的测量,给出了平均散射声强与物体表面粗糙度,超声频率和接收掠射角之间的变化关系,并与理论结果进行了比较。     

指数随机粗糙表面的电磁散射研究

本文利用数值方法研究指数随机粗糙表面的电磁散射问题,应用矩量法研究指数随机粗糙表面的电磁散射可以使我们获得较为精确的数值结果,但是,对于表面散射,应用短量法时,表面未知变量的数目非常大,即使对于一维表面也需要几千个未知变量,当我们求解矩阵方程时,计算机对求解的问题有几个限制,一个是内存的限制,一个是速度的限制,为了克服内存的限制,发展了许多迭代数值算法,本文发展了一种新的数值迭代方法,利用这一方法,我们对指数随机粗糙表面的电磁散射问题进行了研究,并与矩阵反演方法进行了比较,所得结果表明,这种新的迭代法具有很好的收敛性。     

接触角测试技术及粗糙表面上接触角的滞后性Ⅰ:接触角测试技术

接触角是表面物理化学中的重要参数之一。接触角测试已成为表面探测的重要技术手段,通过接触角测试可得到固液、固气界面分子相互作用的许多重要信息,诸如表面湿润性、固液界面张力、表面粗糙度、化学多相性等。本详细回顾接触角测试技术的发展历程,分析其特点,以此探讨新的实验技术。     

液滴在非均匀润湿表面上的动力行为

用一种改进的格子Boltzmann方法(LBM)两相流模型模拟了三维液滴在非均匀润湿表面上的动力学行为.该模型在数值精度和稳定性上都有很大改善.在几种不同的非均匀润湿表面上,分析了液滴的铺展行为和运动过程.通过对液滴分裂过程中速度场的分析,阐明了液滴在润湿梯度作用下的运动和分裂机理.     

指数随机粗糙表面的电磁散射研究

本文利用数值方法研究指数随机粗糙表面的电磁散射问题。应用矩量法研究指数随机粗糙表面的电磁散射可以使我们获得较为精确的数值结果。但是 ,对于表面散射 ,应用矩量法时 ,表面未知变量的数目非常大 ,即使对于一维表面也需要几千个未知变量。当我们求解矩阵方程时 ,计算机对求解的问题有几个限制 ,一个是内存的限制 ,一个是速度的限制。为了克服内存的限制 ,发展了许多迭代数值算法。本文发展了一种新的数值迭代方法。利用这一方法 ,我们对指数随机粗糙表面的电磁散射问题进行了研究 ,并与矩阵反演方法进行了比较。所得结果表明 ,这种新的迭代法具有很好的收敛性     

粗糙表面接触热阻的分形描述

空间制冷系统对精密探测元件的冷却是通过固体接触导热实现的，在真空低温环境下，它的冷却效果取决于界面的接触热阻．为了研究真空下接触界面的传热机理及其影响因素，采用Cantor集分形理论对固体粗糙表面的拓扑形貌进行了描述，基于固体的弹塑性理论解决了塑性守恒条件下的表面粗糙度在法向载荷作用下的变形问题，推导出基于分形理论的递归接触热阻网络模型理论．同实验数据的比较表明，理论计算和实验结果吻合良好，该模型能较好地描述接触界面的传热现象．     

金属材料粗糙表面分形特性的研究进展

综述了金属材料粗糙表面的分维计算方法，分析了机加工表面、腐蚀表面、磨损、摩擦表面的分形特性，对目前存在的问题提出了新的研究方向。     

粗糙表面散射光强分布的特征参数研究

论述了能反映粗糙表面散射光分布特性的合适参数。根据光电子统计学理论,得出了工件粗糙表面反射光的散射光强分布,建立了评价反映粗糙表面散射光强分布特征的二阶中心矩SN与Rq关系的数学模型和相应的测试系统。通过CCD线阵接受散射光分布信号,由微机进行处理后所得实验结果与泰勒仪对同一粗糙表面的测量结果相吻合,证明所采用的评价粗糙度参数可靠。     

金属粗糙表面电磁波的吸收和散射

给出了金属表面存在粗糙度时,粗糙表面对电磁波的吸收和散射特性,获得了微分反射系数与入射角和出射角的关系,以及散射吸收因子和入射角的关系.     

微结构疏水表面的液滴浸润特性

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底采用光刻蚀法制备了具有不同粗糙度的微方柱结构疏水表面,研究了微结构疏水表面的液滴浸润特性.结果表明,微方柱高度对表观接触角影响很小,但会显著影响疏水表面液滴浸润状态的稳定性,当微方柱边长和间距一定时,存在一个临界高度,当微方柱高度大于该临界值时,液滴具有良好的稳定性.通过对不同温度下疏水表面液滴浸润状态的研究表明,在露点温度至环境温度区间内,随着温度的增加,表观接触角呈增大趋势;在环境温度至沸点温度区间内,随着温度的升高,表观接触角呈减小的趋势.研究认为,合理的微结构尺寸和应用环境温度对液滴浸润状态的稳定具有重要意义.     

二氧化硅材料的表面润湿性改性研究

本工作中,我们采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、钛酸酯偶联剂Tc-114、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)、十八烷基三氯硅烷(OTS)对氧化硅材料进行表面改性,研究了不同改性剂及其用量对氧化硅材料表面润湿性的影响。表面润湿性采用水滴在表面的接触角(CA)来评价。通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、接触角测量仪对氧化硅材料表面改性的性能进行了表征,结果表明,几种改性剂均能与氧化硅表面的羟基发生反应,成功改性得到不同表面润湿性的氧化硅材料,润湿性从亲水到疏水可控,提高了氧化硅材料应用范围.     

新的迭代算法在粗糙表面电磁散射的应用

对于表面电磁散射,应用矩量法时,表面未知变量的数目非常大,即使对于一维表面也需要几千个未知变量,当我们求解矩阵方程时,计算机对求解的问题有内存和速度的限制。为了克服内存在的限制,本提出了一种新的基于带形反演的迭代方法,并采用这一种新的迭代数值算法对周期表面的电磁散射问题进行了研究,并与矩阵反演方法进行了比较,所得结果表明,这种新的迭代法具有很好的收敛性,所提出的计算公式是可行的。     

液滴在化学异构表面上侧向弹跳的计算机模拟研究

液滴撞击润湿性不同的表面会产生不同的动态行为,数值模拟是研究该现象的一种有效方法.采用基于化学势的晶格Boltzmann方法,通过调整接触角来改变固体表面的润湿性,对液滴撞击单一接触角的疏水表面以及接触角分布不同的疏水表面所产生的动态行为进行模拟和分析.当给疏水表面施加单一接触角时,液滴的弹跳高度随表面接触角的增大而增...     

粗糙表面反射辐射偏振特性研究

为分析和研究粗糙表面反射辐射偏振特性及在目标表面二维空间的分布状况,基于偏振双向反射分布函数模型,推导出了粗糙表面反射辐射偏振度的一般表达式.针对不同材料涂层表面,综合考虑了表面漫反射和镜面反射,对偏振度进行了计算,分析了不同材料折射率及粗糙度下偏振度的分布.计算结果与实际测量数据基本吻合,为实际测量提供一定的理论指导.